成员:曾蕾张倩杨森林名词解释:冻融循环:结构件表面和内部所含水分的冻结和融化的交替进行。耐久性:混凝土材料在长期使用过程中,抵抗因服役环境外部因素和材料内部原因造成的侵蚀和破坏,而保持其原有性能不变的能力。(P69)冻融循环对混凝土耐久性的影响:混凝土耐久性:渗透性化学侵蚀碳化与钢筋锈蚀物理侵蚀冻融侵蚀时间特点措施第1次40年代盐冻引气剂第2次70年代离析、泌水低水胶比第3次80年代早期热裂缝综合混凝土耐久性危机:☞冻融循环对混凝土耐久性的破坏机理☞影响因素:冻融循环次数混凝土水灰比孔结构☞提高混凝土抗冻性的方法冻融循环破坏机理:目前提出的混凝土冻融破坏机理有五六种,其中具有代表性的是静水压理论和渗透压理论。(P74)当混凝土处于饱水状态受冻时,其毛细孔壁同时承受毛细孔冰晶膨胀压和凝胶孔渗透压两种压力,当两种压力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土就会开裂;在反复冻融循环后,混凝土中的裂缝由表及里相互贯通,其强度逐渐降低,直至完全丧失使用性能。影响因素:混凝土的抗冻融性与其内部孔结构、水饱和程度、受冻龄期和混凝土的强度等诸多因素有关,其中主要的因素是孔结构,而混凝土的孔结构是由混凝土的水灰比、添加剂和施工养护方法等因素决定的。接下来主要就冻融循环次数、水灰比、孔结构对混凝土的抗冻融性(也就是耐久性)进行阐述。影响因素1:冻融循环次数相对动弹性模量:在动负荷作用下物体应力与应变的比值。从图中可看出混凝土冻融循环次数越多,相对弹性模量越小,质量损失越大。冻融循环开始阶段:质量有所增加,因为试件吸收水分,表面掉渣少。冻融循环质量损失增大阶段:冻融循环次数增加,混凝土内部及表面出现微裂纹,使试件表面出现掉渣现象;并且试件吸收水分的质量小于混凝土表面剥落的质量,所以质量减小。随着冻融循环次数的增加,相对动弹性模量减小。因为弹性模量是应力与应变的比值,所以经历的冻融循环的次数越多,混凝土的抗冻融循环能力越弱,耐久性越差。冻融循环后混凝土材料的纤维结构影响因素二:水灰比随着水灰比的降低和混凝土等级强度的提高,混凝土的抗冻循环次数显著提高。冻融循环对不同水灰比的混凝土耐久性产生影响的原因:低w/c混凝土微观结构密实,大量的孔隙以凝胶孔形式存在,毛细孔含量少,因此毛细孔中可参与冻融破坏的自由水量就少。此外,低w/c混凝土中的自由水由水泥水化很快消耗完,内部产生自我干燥,而且该混凝土非常密实,一旦硬化后,外部的水分也很难进入,内部一直保持比较干燥状态,参与冻融破坏的水量就少,这意味着冻融过程不足以破坏混凝土内部结构。影响因素三:孔结构混凝土经过冻融循环后,混凝土的总孔隙率增加。冻融循环过程中不仅对混凝土的大孔有破坏作用,同时也造成小孔的破坏。使得小孔的数量减少,大孔数量增加。对混凝土的耐久性造成破坏。但在混凝土中存在的细微封闭气孔却能提高混凝土的耐久性,因为细微封闭气孔不仅能起到缓冲作用,还能减小混凝土的抗渗性,从而提高混凝土的抗冻性。提高混凝土抗冻性(耐久性)的方法:1、改善混凝土自身因素①减少混凝土用水量和降低水灰比:在混凝土中掺入高效减水剂和外掺料,从而降低混凝土水化热,增加结构的致密性和稳定性。②提高水化物稳定性:在混凝土中掺入高效活性矿物掺料,该掺料中含有大量活性SiO2和活性Al2O3,增加水泥结构的致密性。2、外部因素:①保证混凝土良好的养护条件;②骨料的抗冻性:选用抗冻骨料;细骨料宜选用色泽鲜艳、质地坚硬、级配良好、质量合适的中砂,其含泥量不得大于1.0%,粗骨料一选用经15次冻融值实验的合格的坚实级配花岗岩等。